嵌入式 Linux。原子地执行代码块答案

【问题标题】：Embedded Linux. Execute block of code atomically嵌入式 Linux。原子地执行代码块
【发布时间】：2013-08-15 12:16:09
【问题描述】：

目前，我在嵌入式 linux 设备（版本 2.6.28.10）上有一个用户空间应用程序，它切换 GPIO 引脚来控制一些自定义硬件。对 GPIO 寄存器的写入来自单独的pthreads，所有这些都需要访问设备。大多数情况下这工作正常，因为有一个semaphore 阻止多个线程访问同时执行 GPIO 写入的部分。

问题是在写入这些 GPIO 寄存器的过程中（大约 24 个 8 位写入）另一个线程 will interrupt 当前线程虽然中断线程由于信号量无法修改寄存器，但没有返回控制到正在写入 GPIO 几毫秒的线程，这当然会使发送到外部设备的数据无效。

linux中有没有方法可以保证这组GPIO的写入（总共大约50usecs）不被其他线程打断？

【问题讨论】：

令我震惊的是，这是一个需要内核驱动程序的完美示例……我不知道什么可以保证此功能。提高线程优先级会有所帮助，但这不是保证。
这甚至是来自内核驱动程序的保证吗？我认为即使是内核驱动程序中的一段代码也有可能被中断。
在内核驱动程序中，您可以锁定其他线程正在切换，是的。

标签： c linux scheduling embedded-linux atomic

【解决方案1】：

从您的问题中不清楚该线程如何中断工作线程，以及它是什么类型的线程（用户空间，或内核空间，或实际中断）。

如果中断线程是用户空间线程，你可以让它尊重互斥信号量。另一种选择是暂时提高工作线程的优先级，这样 CPU 就不能从它身上拿走（如果有这样的设施的话）。

如果中断线程是内核空间线程，您可以尝试使用也可以从内核调用的信号量实现（System V 信号量）。不过这些更重。

如果中断线程实际上是一个中断，那么您需要构建一个由您的用户空间线程调用的内核组件，从而禁用临界区中的中断。这会对性能产生负面影响。

【讨论】：

这些线程当前是用户空间pthreads，中断由调度程序完成，允许其他线程运行。问题不在于其他线程不遵守信号量，而是调度程序在需要原子执行的一段代码期间给其他线程时间。我的意思是 GPIO 写入需要 50 微秒，而这 50 微秒需要在处理器上连续，而不是这里的 25 微秒和几毫秒后的 25 微秒
我明白了。在这种情况下，你应该看看你的内核有什么样的实时支持（rt.wiki.kernel.org/index.php/RT_PREEMPT_HOWTO）。或者实现一个你调用的内核空间组件（更重）。